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Capteur de position du papillon des gaz – fonctionnement et diagnostic

08.02.2022

L’accélérateur est l’élément clé par lequel le conducteur contrôle le moteur à essence. Il s’agit d’un type de vanne papillon qui régule l’alimentation en air du moteur. Dans le système classique, la pédale d’accélérateur était reliée par un câble à l’accélérateur. L’ajout de gaz entraîne l’ouverture du papillon des gaz, ce qui permet à l’air d’entrer dans le moteur. Dans un système à carburateur, cela se traduit par une augmentation simultanée de la quantité de carburant envoyée au moteur – le moteur monte en régime et la voiture accélère.

Dans le cas de l’injection à commande électronique, c’est le contrôleur du moteur (ECU) qui détermine la dose de carburant appropriée en fonction de l’ouverture du papillon des gaz et d’autres paramètres tels que le débit d’air, la température ou la pression dans le collecteur d’admission. Pour que le contrôleur sache que l’accélérateur est ouvert, un capteur est nécessaire pour convertir le degré d’ouverture en un signal sous forme de tension. La tension est ensuite transmise à l’ECU, où elle est convertie en données d’ouverture.

Aujourd’hui, la pédale d’accélérateur n’est plus reliée mécaniquement à l’accélérateur : l’information relative à la pression exercée sur la pédale parvient également au contrôleur sous la forme d’un signal électrique. Une commande électrique est responsable du mouvement de l’accélérateur. Dans un tel accélérateur (qui fait partie d’un servo), un capteur est nécessaire pour le mettre dans la position requise.

Comment fonctionne le capteur de position du papillon des gaz ?

Le capteur de position du papillon des gaz (TPS) est le plus souvent réalisé sous la forme d’un potentiomètre situé dans le prolongement de l’axe du papillon des gaz. L’ouverture de l’accélérateur entraîne le déplacement du curseur le long de la piste de résistance, ce qui modifie le rapport de résistance aux sorties. Les premiers systèmes dotés d’un accélérateur à câble étaient souvent limités à un seul potentiomètre. Au fil du temps, pour accroître la fiabilité, des contacts supplémentaires ont été ajoutés pour signaler les positions extrêmes – accélérateur complètement ouvert et fermé.

Aujourd’hui, le capteur de position est le plus souvent intégré à l’actionneur électrique de l’accélérateur. Le servo qui en résulte est entièrement responsable de l’ouverture de l’accélérateur et est donc crucial pour la sécurité de la conduite. C’est pourquoi on utilise généralement un capteur multiplexé (généralement deux potentiomètres) dont les signaux peuvent être comparés par le contrôleur. Les données sont ainsi plus faciles à vérifier et un défaut du capteur est théoriquement plus facile à détecter.

Symptômes d’un capteur défectueux

L’effet de la défaillance d’une pièce est facile à prévoir si nous comprenons bien son rôle. L’ouverture ou la fermeture de l’accélérateur est un signal clair au contrôleur pour augmenter ou diminuer le dosage du carburant. Si le signal est incorrect, le contrôleur peut sélectionner les mauvaises doses. Un certain nombre de symptômes peuvent indiquer un problème au niveau du capteur :

  • Fonctionnement irrégulier du moteur ;
  • Le moteur s’arrête en cas de fonctionnement à faible vitesse ;
  • Difficulté à démarrer le moteur ;
  • La voiture réagit mal à l’ajout de gaz ;
  • Augmentation de la consommation de carburant.

Causes des défauts

Un capteur typique, tel qu’un potentiomètre, est un composant mécanique soumis à une usure naturelle. Le curseur effectuant des mouvements cycliques le long de la trajectoire de poussée entraîne une abrasion de la trajectoire, ce qui peut se traduire par un signal incertain dans ces régions de la trajectoire. La zone la plus exposée à l’usure est celle qui correspond aux bas régimes. C’est dans cette position que le curseur se trouve la plupart du temps et qu’il commence généralement son mouvement.

Un autre type de dommage typique est celui qui résulte de l’humidité et de la corrosion des éléments du composant et de ses fils. Le composant est monté sous le capot d’une voiture où les variations de température sont importantes et où les éclaboussures d’eau ou d’huile ne sont pas rares. Il existe également des défaillances mécaniques qui peuvent provoquer un défaut directement ou indirectement, par exemple en descellant le boîtier.

Comment diagnostiquer les capteurs de position du papillon des gaz ?

En raison de la multiplication du potentiomètre, le défaut devrait être détecté par l’ECU et enregistré sous la forme d’un code d’erreur. Si c’est le cas, le composant peut être vérifié immédiatement. Dans d’autres cas, c’est plus difficile parce qu’il faut trouver la source de la faute. Les symptômes ne sont pas particuliers et peuvent également indiquer, par exemple, un débitmètre MAF défectueux ou un filtre à air encrassé.

L’évaluation du capteur de position du papillon des gaz doit commencer par sa localisation et la détermination des signes d’endommagement du boîtier, tels que des fissures ou des bosses. Recherchez des contacts sales ou oxydés et des signes de corrosion. Si l’on soupçonne un dysfonctionnement du capteur, il convient de vérifier le câblage en contrôlant la continuité du circuit entre le connecteur du contrôleur du moteur et le connecteur de l’accélérateur.

Multimètre ou oscilloscope ?

Si aucun équipement supplémentaire n’est disponible, mais que nous disposons de données de service telles que le schéma du circuit ou la résistance correcte, nous pouvons essayer de mesurer ce paramètre à l’aide d’un multimètre. Une telle mesure peut cependant être trop lente pour détecter un problème typique de frottement des voies d’accès.

Un moyen efficace de vérifier le signal des capteurs de position consiste à effectuer des mesures à l’aide d’un oscilloscope. En réglant manuellement l’accélérateur de cette manière, nous pouvons observer le changement de tension – il doit être régulier, sans à-coups soudains ni pointes dans la forme d’onde. Les oscilloscopes dédiés à l’industrie automobile tels que le Scope DT offrent d’énormes possibilités de diagnostic. Il suffit de sélectionner l’accélérateur dans la liste des composants pour que l’appareil règle lui-même les paramètres correspondants. Tout ce que l’utilisateur doit faire est de se connecter à la terre et de sortir le signal du capteur. Il suffit d’appuyer sur un bouton pour obtenir une aide à l’écran pour tester ce composant.

Une façon intelligente de tester

Les personnes qui ne se sentent pas à l’aise avec un oscilloscope mais qui souhaitent effectuer une telle mesure peuvent utiliser le testeur de capteur QST-5 pour un test simple et rapide. Nous pouvons l’effectuer même si nous ne disposons pas d’informations sur le schéma de câblage. Il suffit de connecter les trois fils du potentiomètre aux trois entrées du testeur de la manière que vous souhaitez (vous pouvez découvrir comment identifier les différentes broches dans le cas du module d’accélérateur ici : https://youtu.be/i6-y91n8-uw ).

Le testeur lui-même détecte le type de capteur (potentiomètre) et son brochage. Il vous suffit ensuite d’appuyer sur OK pour procéder au test. Le capteur est alimenté par le testeur et l’écran affiche la valeur de sortie ainsi qu’une petite forme d’onde illustrant la sortie du capteur. Malgré sa petite taille, le graphique est affiché de manière à rendre visible toute irrégularité ou pic de signal pendant la mesure. De cette manière simple, nous nous assurerons que le capteur s’est effectivement usé.

Manettes des moteurs diesel

À l’origine, les moteurs à allumage par compression n’avaient pas d’accélérateur, car le fonctionnement d’un moteur diesel peut être entièrement contrôlé par le dosage du carburant. Si les moteurs n’en ont pas besoin, pourquoi l’installer si souvent de nos jours ? Il a été démontré que l’ajout d’un papillon des gaz influençant la pression dans le système d’admission permettait de mieux contrôler le système de recirculation des gaz d’échappement EGR. En outre, cet élément facilite l’arrêt du moteur.

Un testeur spécialisé, le DTA-1, peut être utilisé pour tester les papillons des moteurs diesel. Le testeur est connecté directement à l’accélérateur, ce qui permet de le vérifier en le plaçant dans n’importe quelle position. Le bon fonctionnement du sous-ensemble et du capteur est basé sur un mouvement uniforme dans toute la plage de fonctionnement et sur le non-dépassement du courant admissible mesuré par le testeur.

Réparation

La réparation du capteur de position du papillon des gaz implique son remplacement. Dans les conceptions plus anciennes, où le capteur de position était présent séparément, le coût de la pièce s’élève souvent à plusieurs dizaines de zlotys. Les offres des concessionnaires comprennent des pièces pour pratiquement toutes les voitures. Les véhicules plus récents sont généralement équipés d’un module d’accélération intégré, auquel cas il doit être remplacé dans son intégralité. Un composant complet coûte généralement plusieurs centaines de zlotys, il vaut donc la peine de savoir comment le vérifier. Il est bon de disposer d’outils tels que l’oscilloscope testeur de capteurs QST-5 dans l’atelier afin de ne pas perdre de temps à remplacer les composants défectueux.

 

Auteur : Piotr Libuszowski, ingénieur produit

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